குறைக்கடத்தி செயல்முறை ஓட்டம்

நீங்கள் இயற்பியல் அல்லது கணிதம் படித்திருக்காவிட்டாலும் கூட இதைப் புரிந்து கொள்ள முடியும், ஆனால் இது சற்று எளிமையானது மற்றும் ஆரம்பநிலைக்கு ஏற்றது. CMOS பற்றி மேலும் அறிய விரும்பினால், இந்த இதழின் உள்ளடக்கத்தைப் படிக்க வேண்டும், ஏனெனில் செயல்முறை ஓட்டத்தை (அதாவது, டையோடின் உற்பத்தி செயல்முறை) புரிந்து கொண்ட பின்னரே பின்வரும் உள்ளடக்கத்தை நீங்கள் தொடர்ந்து புரிந்துகொள்ள முடியும். பின்னர் இந்த இதழில் ஃபவுண்டரி நிறுவனத்தில் இந்த CMOS எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகிறது என்பதைப் பற்றி அறிந்து கொள்வோம் (மேம்பட்ட அல்லாத செயல்முறையை உதாரணமாக எடுத்துக் கொண்டால், மேம்பட்ட செயல்முறையின் CMOS அமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி கொள்கையில் வேறுபட்டது).

முதலில், வார்ப்பட ஆலை சப்ளையரிடமிருந்து பெறும் வேஃபர்கள் (சிலிக்கான் வேஃபர்சப்ளையர்) ஒவ்வொன்றாக, 200மிமீ ஆரம் கொண்டவை (8-அங்குலம்தொழிற்சாலை) அல்லது 300மிமீ (12-இன்ச்தொழிற்சாலை). கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இது உண்மையில் ஒரு பெரிய கேக்கைப் போன்றது, இதை நாம் ஒரு அடி மூலக்கூறு என்று அழைக்கிறோம்.

இருப்பினும், இதை இந்த வழியில் பார்ப்பது எங்களுக்கு வசதியாக இல்லை. நாம் கீழிருந்து மேல் நோக்கிப் பார்த்து, குறுக்குவெட்டுக் காட்சியைப் பார்க்கிறோம், அது பின்வரும் படமாக மாறுகிறது.

அடுத்து, CMOS மாதிரி எவ்வாறு தோன்றுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம். உண்மையான செயல்முறைக்கு ஆயிரக்கணக்கான படிகள் தேவைப்படுவதால், எளிமையான 8-அங்குல வேஃபரின் முக்கிய படிகளைப் பற்றி இங்கே பேசுவேன்.

 

 

கிணறு மற்றும் தலைகீழ் அடுக்கு தயாரித்தல்:

அதாவது, கிணறு அயன் இம்பிளான்டேஷன் மூலம் அடி மூலக்கூறில் பொருத்தப்படுகிறது (அயன் இம்பிளான்டேஷன், இனிமேல் இம்ப் என குறிப்பிடப்படுகிறது). நீங்கள் NMOS ஐ உருவாக்க விரும்பினால், நீங்கள் P-வகை கிணறுகளை பொருத்த வேண்டும். நீங்கள் PMOS ஐ உருவாக்க விரும்பினால், நீங்கள் N-வகை கிணறுகளை பொருத்த வேண்டும். உங்கள் வசதிக்காக, NMOS ஐ உதாரணமாக எடுத்துக் கொள்வோம். அயன் இம்பிளான்டேஷன் இயந்திரம் அடி மூலக்கூறில் பொருத்தப்பட வேண்டிய P-வகை கூறுகளை ஒரு குறிப்பிட்ட ஆழத்திற்கு பொருத்துகிறது, பின்னர் இந்த அயனிகளை செயல்படுத்தி அவற்றைச் சுற்றி பரவச் செய்ய உலை குழாயில் அதிக வெப்பநிலையில் அவற்றை வெப்பப்படுத்துகிறது. இது கிணற்றின் உற்பத்தியை நிறைவு செய்கிறது. உற்பத்தி முடிந்ததும் இது போல் தெரிகிறது.

கிணற்றை உருவாக்கிய பிறகு, பிற அயனி பொருத்துதல் படிகள் உள்ளன, இதன் நோக்கம் சேனல் மின்னோட்டத்தின் அளவையும் வாசல் மின்னழுத்தத்தையும் கட்டுப்படுத்துவதாகும். அனைவரும் இதை தலைகீழ் அடுக்கு என்று அழைக்கலாம். நீங்கள் NMOS ஐ உருவாக்க விரும்பினால், தலைகீழ் அடுக்கு P-வகை அயனிகளால் பொருத்தப்படுகிறது, மேலும் நீங்கள் PMOS ஐ உருவாக்க விரும்பினால், தலைகீழ் அடுக்கு N-வகை அயனிகளால் பொருத்தப்படுகிறது. பொருத்துதலுக்குப் பிறகு, இது பின்வரும் மாதிரி.

அயனி பொருத்துதலின் போது ஏற்படும் ஆற்றல், கோணம், அயனி செறிவு போன்ற பல உள்ளடக்கங்கள் இங்கே உள்ளன, அவை இந்த இதழில் சேர்க்கப்படவில்லை, மேலும் அந்த விஷயங்களை நீங்கள் அறிந்திருந்தால், நீங்கள் ஒரு உள் நபராக இருக்க வேண்டும், மேலும் அவற்றைக் கற்றுக்கொள்ள உங்களுக்கு ஒரு வழி இருக்க வேண்டும் என்று நான் நம்புகிறேன்.

 

SiO2 தயாரித்தல்:

சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2, இனிமேல் ஆக்சைடு என்று குறிப்பிடப்படுகிறது) பின்னர் தயாரிக்கப்படும். CMOS உற்பத்தி செயல்பாட்டில், ஆக்சைடை உருவாக்க பல வழிகள் உள்ளன. இங்கே, SiO2 வாயிலின் கீழ் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் தடிமன் நேரடியாக வாசல் மின்னழுத்தத்தின் அளவையும் சேனல் மின்னோட்டத்தின் அளவையும் பாதிக்கிறது. எனவே, பெரும்பாலான ஃபவுண்டரிகள் மிக உயர்ந்த தரம், மிகவும் துல்லியமான தடிமன் கட்டுப்பாடு மற்றும் இந்த படியில் சிறந்த சீரான தன்மை கொண்ட உலை குழாய் ஆக்சிஜனேற்ற முறையைத் தேர்வு செய்கின்றன. உண்மையில், இது மிகவும் எளிமையானது, அதாவது, ஆக்ஸிஜனைக் கொண்ட உலை குழாயில், ஆக்ஸிஜன் மற்றும் சிலிக்கான் வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரிந்து SiO2 ஐ உருவாக்க அதிக வெப்பநிலை பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வழியில், கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, Si இன் மேற்பரப்பில் SiO2 இன் மெல்லிய அடுக்கு உருவாக்கப்படுகிறது.

நிச்சயமாக, எத்தனை டிகிரி தேவை, எவ்வளவு ஆக்ஸிஜன் செறிவு தேவை, எவ்வளவு நேரம் அதிக வெப்பநிலை தேவை போன்ற பல குறிப்பிட்ட தகவல்களும் இங்கே உள்ளன. இவை இப்போது நாம் பரிசீலித்துக்கொண்டிருப்பவை அல்ல, அவை மிகவும் குறிப்பிட்டவை.

கேட் எண்ட் பாலியின் உருவாக்கம்:

ஆனால் அது இன்னும் முடிவடையவில்லை. SiO2 என்பது ஒரு நூலுக்குச் சமமானது, மேலும் உண்மையான வாயில் (பாலி) இன்னும் தொடங்கவில்லை. எனவே நமது அடுத்த படி SiO2 மீது பாலிசிலிகானின் ஒரு அடுக்கை இடுவதாகும் (பாலிசிலிக்கானும் ஒரு சிலிக்கான் தனிமத்தால் ஆனது, ஆனால் லேட்டிஸ் ஏற்பாடு வேறுபட்டது. அடி மூலக்கூறு ஏன் ஒற்றை படிக சிலிக்கானைப் பயன்படுத்துகிறது என்றும் வாயில் பாலிசிலிகானைப் பயன்படுத்துகிறது என்றும் என்னிடம் கேட்காதீர்கள். குறைக்கடத்தி இயற்பியல் என்று ஒரு புத்தகம் உள்ளது. அதைப் பற்றி நீங்கள் அறிந்து கொள்ளலாம். இது சங்கடமாக இருக்கிறது~). CMOS இல் பாலி மிகவும் முக்கியமான இணைப்பாகும், ஆனால் பாலியின் கூறு Si ஆகும், மேலும் SiO2 ஐ வளர்ப்பது போல Si அடி மூலக்கூறுடன் நேரடி எதிர்வினை மூலம் அதை உருவாக்க முடியாது. இதற்கு புகழ்பெற்ற CVD (வேதியியல் நீராவி படிவு) தேவைப்படுகிறது, இது ஒரு வெற்றிடத்தில் வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரிந்து உருவாக்கப்பட்ட பொருளை வேஃபரில் வீழ்படிவாக்குகிறது. இந்த எடுத்துக்காட்டில், உருவாக்கப்பட்ட பொருள் பாலிசிலிகான் ஆகும், பின்னர் வேஃபரில் வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது (இங்கே பாலி ஒரு உலை குழாயில் CVD ஆல் உருவாக்கப்படுகிறது என்று நான் சொல்ல வேண்டும், எனவே பாலி உருவாக்கம் ஒரு தூய CVD இயந்திரத்தால் செய்யப்படுவதில்லை).

ஆனால் இந்த முறையால் உருவாகும் பாலிசிலிக்கான் முழு வேஃபரிலும் படிவுபடுத்தப்படும், மேலும் படிவுபடுத்தலுக்குப் பிறகு இது போல் தெரிகிறது.

 

பாலி மற்றும் SiO2 வெளிப்பாடு:

இந்தப் படியில், நாம் விரும்பும் செங்குத்து அமைப்பு உண்மையில் உருவாகியுள்ளது, மேலே பாலி, கீழே SiO2 மற்றும் கீழே அடி மூலக்கூறு. ஆனால் இப்போது முழு வேஃபரும் இப்படித்தான், "குழாய்" அமைப்பாக இருக்க நமக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட நிலை மட்டுமே தேவை. எனவே முழு செயல்முறையிலும் மிக முக்கியமான படி உள்ளது - வெளிப்பாடு.
நாம் முதலில் வேஃபரின் மேற்பரப்பில் ஃபோட்டோரெசிஸ்ட்டின் ஒரு அடுக்கைப் பரப்புகிறோம், அது இப்படி மாறும்.

பின்னர் வரையறுக்கப்பட்ட முகமூடியை (முகமூடியில் சுற்று வடிவம் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது) அதன் மீது வைத்து, இறுதியாக ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தின் ஒளியால் அதை கதிர்வீச்சு செய்யவும். கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்ட பகுதியில் ஒளிமின்னழுத்தம் செயல்படுத்தப்படும். முகமூடியால் தடுக்கப்பட்ட பகுதி ஒளி மூலத்தால் ஒளிராததால், இந்த ஒளிமின்னழுத்தத் துண்டு செயல்படுத்தப்படவில்லை.

செயல்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டோரெசிஸ்ட் ஒரு குறிப்பிட்ட வேதியியல் திரவத்தால் எளிதில் கழுவப்படக்கூடியது, அதே நேரத்தில் செயல்படுத்தப்படாத ஃபோட்டோரெசிஸ்டைக் கழுவ முடியாது என்பதால், கதிர்வீச்சுக்குப் பிறகு, ஒரு குறிப்பிட்ட திரவம் செயல்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டோரெசிஸ்டைக் கழுவப் பயன்படுகிறது, இறுதியாக அது இப்படி மாறுகிறது, பாலி மற்றும் SiO2 தக்கவைக்கப்பட வேண்டிய இடத்தில் ஃபோட்டோரெசிஸ்ட்டை விட்டுவிட்டு, தக்கவைக்கத் தேவையில்லாத இடத்தில் ஃபோட்டோரெசிஸ்ட்டை அகற்றுகிறது.